水口类型对矩形坯结晶器流场影响的数值模拟

利用数值模拟技术,以河钢邯钢一炼钢厂生产的380 mm×280 mm矩形坯为对象,研究了两侧孔式和直通式两种水口对矩形坯结晶器内钢液流场以及相应的钢液液面波动的影响。研究结果表明:直通式水口对钢液的冲击深度较大,不利于夹杂物的上浮,钢液液面波动较小,会降低卷渣现象的发生几率,但不利于保护渣的熔化;而两侧孔式水口对钢液的冲击深度较小,钢液形成上下2个回流,有利于夹杂物的上浮以及保护渣的熔化,但钢液液面波动严重,同时下回流钢液呈水平螺旋式流动,对铸坯边、角部位置冲刷严重,易于造成铸坯表面裂纹缺陷的发生。     

低碳钢Q345E Φ600mm连铸圆坯宏观碳偏析的控制

Q345E钢(/%:0.13~0.17C,0.24~0.28Si,1.02~1.40Mn,0.015~0.040Al,≤0.015P,≤0.015S)的冶金流程为70 t转炉-LF-VD-Φ600 mm圆坯连铸工艺。通过0.08 L/kg比水量和0.18、0.20、0.22 m/min拉速条件下的凝固模拟计算,结合拉速0.22 m/min,过热度20℃,一冷4 600 L/min(进出水温差2.7℃),二冷L_1-38、L_2-6和L_3-5 L/min条件下的射钉试验,确定该拉速下Q345E钢Φ600 m/圆坯的凝固末端位置距弯月面22.4 m,在此基础上优化结晶器M-EMS\末端F-EMS组合电磁搅拌,调整连铸工艺,使大圆坯宏观碳偏析取得显著改善。结果表明,浇铸过热度、电磁搅拌参数是影响碳偏析的重要工艺条件;当过热度20~30℃、拉速0.22~0.24 m/min、M-EMS(200 A,2 Hz)、F-EMS(400 A,8 Hz)交替搅拌时,Q345E钢Φ600 mm断面碳极差≤0.04%C。     

立式连铸高速钢W6M05Cr4V2 Φ100mm坯的工艺试验

采用150 kg中频感应炉-150 kg过渡钢包在设计的Φ100 mm立式连铸机以结晶器振动频率1.2 Hz和振幅±3 mm,拉速0.4m/min,二冷水压力0.2 MPa进行高速钢W6Mo5Cr4V2连铸试验,并测定了在不同工艺条件下高速钢莱氏体网的厚度和冷却速率.结果表明,与15 kg锭普通模铸高速钢W6Mo5Cr4V2相比,Φ100 mm立式连续铸造得到的高速钢铸坯低倍组织致密无缺陷,莱氏体网明显变薄,铸坯心部莱氏体网平均厚度≤16 μm,晶粒明显细化;M2C和MC型碳化物的析出量增多,M6C型碳化物的析出量减少,碳化物更加细小、均匀和弥散;铸坯边部的冷却速率为3.33×104K/s,r/2处为9.4×103 K/s,心部为8.1×102K/s,冶金质量明显优于普通模铸.     

CAS精炼工艺过程的物理模拟优化

为了优化230 tCAS过程工艺,建立了1∶4的物理模型进行模拟研究,通过混匀时间测试,优化了底吹位置、吹气量和浸渍罩浸入深度；通过排渣试验确定了合理的排渣气量.研究结果表明:优化的透气砖位置为8#方案(1#透气砖距包底中心600mm,2#透气砖距包底中心1 000 mm,两透气砖所在半径的夹角为100°)；CAS混匀...     

降低过热度对方坯凝固组织的影响

结晶器内钢液过热度的降低可以促进柱状晶向等轴晶的转变和提高等轴晶率,从而有利于铸坯组织的均质化。基于上述原理,设计和制造了可用于降低钢液过热度的冷却水口,并在方坯连铸机上进行了工业试验,分析了低过热度技术对方坯凝固组织的影响。结果表明:采用冷却水口以后,结晶器内钢液过热度的下降幅度可达14℃,铸坯的等轴晶率提高了8%~24%,中心偏析和缩孔严重程度有所降低。     

去除水平连铸不锈钢中间包钢水夹杂物的水模型试验

通过对 16 0mm× 2 2 0mm矩形坯水平连铸中间包水模型试验 ,研究了中间包液面控制、长水口插入深度、铸坯拉速和中间包结构对钢水流场变化的影响。结果表明 ,保持中间包液面稳定 ,水口插入深度 4 0 0～ 6 0 0mm ,拉速～ 1.0m/min有利于优化钢水流场 ,促进夹杂物上浮 ;矩形中间包结构优于圆形中间包结构。     

电弧炉炼钢中碳氧二次燃烧的影响因素和应用

电弧炉炼钢时，废气与熔池和渣子接触，CO气体的温度接近钢水温度，整个过程基本由反应动力学条件控制，凭借吹氧可以在熔池上方进行二次燃烧。1台60t电弧炉2000多炉的二次燃烧的应用结果表明，当吹入氧气操作得当，二次燃烧对水冷炉壁、炉顶、电极寿命、3角区耐火材料寿命、金属烧损率均无影响，氧耗增加7．93m^3/t，电耗降低38kWh/t，冶炼周期可稳定缩短4min。     

20CrMnTiH齿轮钢轧制过程的金属流变对铸坯碳偏析的影响

通过20CrMnTiH钢430 mm×300 mm连铸坯射钉试验模拟铸坯粗轧和至Φ130 mm钢材轧制过程中的金属流变。试验结果表明,平行于射钉方向,钉子变形延展成扁平状,垂直于射钉方向,钉子压缩成镰刀状弯曲,轧制对改善成品钢材横截面上的宏观碳偏析无明显效果。     

基于微观偏析模型的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽

 运用凝固传热模型,计算出了连铸坯在不同凝固阶段的冷却速率,对经典的BF微观偏析模型进行了修正,并以此为基础建立了由化学成分的不均匀性导致的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽预测模型,分析了不同二次冷却强度对淬透性带宽的影响。由淬透性带宽预测模型得知,20CrMnTi连铸坯试样淬透性带宽呈抛物线状分布,淬透性带宽曲线在端淬距离0～15 mm范围内呈上升趋势,距离端淬距离超过15 mm时呈下降趋势,距离端淬约15 mm处试样的淬透性带宽取得最大值;适当提高二冷区冷却强度可以缩小连铸坯试样的最大淬透性带宽。